(57)【要約】【課題】  従来例では、ギア同士の位相合わせを行うための機構が必要となり、装置の小型化、低コスト化という面では不利になる。【解決手段】  画像形成装置に対して着脱自在で、少なくとも像担持体及び現像ローラを具備するプロセスカートリッジを装着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、プロセスカートリッジとの接続不良を検出し（Ｓ３〜Ｓ６）、接続不良を検知した場合、現像ローラを所定量回転駆動する（Ｓ９）。【選択図】  図１３
2007094092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に対して着脱自在で、少なくとも像担持体及び現像ローラを具備するカートリッジを装着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記カートリッジとの接続不良を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記接続不良を検知した場合、前記現像ローラを所定量回転駆動する現像駆動手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記像担持体の駆動用モータを回転させた後、前記回転を停止させる停止信号から前記駆動用モータの回転が停止するまでの時間に基づいて前記接続不良を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定量は、前記現像ローラに回転を伝達する歯車の所定数ピッチ分の回転量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
更に、前記像担持体及び前記現像ローラを回転駆動する駆動源と、
前記駆動源からの駆動力を前記像担持体及び前記現像ローラに選択的に伝達する伝達手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
更に、前記像担持体及び前記現像ローラをそれぞれ回転駆動する２つの駆動源と、
前記２つの駆動源からの駆動力を前記像担持体及び前記現像ローラに伝達する伝達手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記駆動源はＤＣモータを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体と前記駆動源とはカップリングによる係合であり、前記現像ローラと前記駆動源とはギアによる係合であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記カートリッジを前記画像形成装置に装着した際に接続不良を検知することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
画像形成装置に対して着脱自在で、少なくとも像担持体及び現像ローラを具備するカートリッジを装着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記カートリッジとの接続不良を検出する検出工程と、
前記検出工程で前記接続不良を検知した場合、前記現像ローラを所定量回転駆動する現像駆動工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
前記検出工程では、前記像担持体の駆動用モータを回転させた後、前記回転を停止させる停止信号から前記駆動用モータの回転が停止するまでの時間に基づいて前記接続不良を検出することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】
前記所定量は、前記現像ローラに回転を伝達する歯車の所定数ピッチ分の回転量であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１２】
前記像担持体と前記画像形成装置の駆動源とはカップリングによる係合であり、前記現像ローラと前記駆動源とはギアによる係合であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１３】
前記検出工程は、前記カートリッジを前記画像形成装置に装着した際に実行されることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどで使用されるプロセスカートリッジは、像担持体である感光ドラムと、その帯電部材である帯電ローラ、現像部材である現像ローラ等を有する帯電現像ユニット等で構成されている。そして感光ドラムに対して帯電ローラや現像ローラを接触させる位置と、これらを感光ドラムから離れた位置に位置付けることができる結合部材を具備している。
【０００３】
このプロセスカートリッジを装着する際、適正に装着されないと、装置本体の駆動用モータからの回転を感光ドラムや各ローラに伝達するギア同士で歯先当たりが発生する。このような歯先当たりが発生すると、プロセスカートリッジを所定の位置に挿入することができない。この状態で、装置本体のカバーを閉じて電源を入れると、装置はイニシャル回転を開始する。しかし歯先当たりによりギア同士が芯ズレしているので噛み合わず、装置本体の駆動モータを回転しても感光ドラムが回転しない。更に、現像ローラの回転駆動は画像形成をするときのみ行われるため、歯先当たりの状態が解消されないままイニシャル回転が終了する。このような現象が発生すると、感光ドラムが停止したまま、接触している搬送ベルトが回転するため感光ドラムの表面と搬送ベルトとの接触部に摺擦痕や傷が発生する。このような摺擦痕が発生すると、画像形成時に、その摺擦痕が発生した部分の電位が変動し画像上に感光ドラムの１回転ピッチの横スジが表れる摺擦メモリと呼ばれる問題が発生する。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１には、カートリッジユニットが完全に装着される前に、バー押し部材がギア同士を所定の位相に整列させることにより、歯先当たりを発生させない構成にする技術が記載されている。
【特許文献１】特開平６−２５８８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来例では、ギア同士の位相合わせを行うための機構が必要となり、装置の小型化、低コスト化という面では不利になる。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決することにある。
【０００７】
本発明の特徴は、プロセスカートリッジを装置本体に装着した際に発生する係合不良を検知し、係合不良を検知した場合に、その係合不良を解消する制御を行う画像形成装置とその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
画像形成装置に対して着脱自在で、少なくとも像担持体及び現像ローラを具備するカートリッジを装着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記カートリッジとの接続不良を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記接続不良を検知した場合、前記現像ローラを所定量回転駆動する現像駆動手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
画像形成装置に対して着脱自在で、少なくとも像担持体及び現像ローラを具備するカートリッジを装着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記カートリッジとの接続不良を検出する検出工程と、
前記検出工程で前記接続不良を検知した場合、前記現像ローラを所定量回転駆動する現像駆動工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プロセスカートリッジを装置本体に装着した際に発生する係合不良を検知し、係合不良を検知した場合に、その係合不良を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１２】
まず本実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の一態様であるレーザプリンタ１００の全体構成を説明する図である。
【００１４】
このカラーレーザプリンタは、図１の下側から順にＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂｋ（黒）の各色毎に一定速度で回転する像担持体１（感光ドラム１ａ〜１ｄ）と、カラー現像器４（４ａ〜４ｄ）を有する画像形成部を有している。搬送ベルト１１は、これら画像形成部で現像されたトナー像を順次転写材Ｓに多重転写するために、給送部から給送された転写材Ｓを画像形成部へ順次搬送する。こうしてトナー画像が転写された転写材Ｓは定着部２０へ搬送され、ここでカラー画像が転写材Ｓに定着される。こうしてトナー像が定着された転写材Ｓは、排出ローラ２３の回転によって装置上面の排出部２４へ排出される。尚、これら４色のカラー現像器を含むプロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）のそれぞれは、プリンタ本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
【００１５】
次に、このカラーレーザプリンタ１００の各部の構成について、本実施の形態に関係する部分の動作を順次詳細に説明する。
【００１６】
各プロセスカートリッジ７において、像担持体（感光体ドラム）１は現像器４の容器と一体的に構成され、プリンタ本体１００に対して着脱自在に支持されており、感光ドラム１の寿命に合わせて単独でユニット交換できる。本実施の形態に係る像担持体（感光ドラム）１は、アルミシリンダの外側に有機光導電体層を塗布して構成され、感光ドラム１の容器に回転自在に支持されている。また、この感光ドラム１の一方端に駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、感光ドラム１を画像形成動作に応じて、図１で反時計回りに回転させるようにしている。また、現像器内の現像ローラ（４０ａ〜４０ｄ）に対しても、この駆動モータから分岐した駆動力を伝達し、現像ローラを所定の周速で回転させている。
【００１７】
中間搬送ベルト１１は、カラー画像の形成動作時には、各現像器４により可視化された感光ドラム１上のトナー画像を転写材Ｓ上に多重転写するため感光ドラム１の外周速度と同期して図１で時計回りに回転する。給紙カセット１７から搬送された転写材Ｓは、中間搬送ベルト１１上に静電的に保持され、順次各色の転写部に搬送される。各感光ドラム１上に形成されたトナー画像は、感光ドラム１に中間搬送ベルト１１を挟んで対向位置に配置され、転写電圧が印加された転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）との接点である転写部で中間搬送ベルト１１上の転写材Ｓ上に多重転写される。中間搬送ベルト１１は、駆動ローラ１３を支点とし４軸（１３，１４ａ，１４ｂ，１５）で本体に支持されている。この駆動ローラ１３の図示後方の一方端に駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、中間搬送ベルト１１が画像形成動作に応じて回転駆動される。尚、４９ａ〜４９ｄは、各色に対応したトナー像を形成する現像ユニット、６０ａ〜６０ｄは、各色に対応したトナー残りを感光ドラム１の表面から除去するクリーニングブレードである。
【００１８】
次に、本実施の形態に係るレーザプリンタ１００によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【００１９】
先ず、給紙ローラ１８を回転して給紙カセット１７内の転写材Ｓを一枚分離し、レジストローラ１９へと搬送する。一方、感光ドラム１と中間搬送ベルト１１とが各々所定の外周速度Ｖ（以下、プロセス速度と呼ぶ）で図示矢印方向へ回転する。
【００２０】
帯電ユニット４９（４９ａ〜４９ｄ）によって、その表面を均一に帯電された各感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）は、スキャナ部３（３ａ〜３ｄ）からの各色の画像に対応するレーザ露光を受けて潜像を形成する。この潜像形成と同時に現像ローラを回転駆動して、感光ドラム１上の潜像にトナーを付着させる。この際、感光ドラム１の帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加して現像を行う。これと同時に現像部４の下流の転写位置で、感光ドラム１上のトナー像を中間搬送ベルト１１上の転写材Ｓに転写する。この時、転写部には上記トナー像と逆特性の電圧を印加して転写を行う。尚、各スキャナ部３（３ａ〜３ｄ）は、半導体レーザ（１０ａ〜１０ｄ）、そのレーザから発射されるレーザ光を反射するポリゴンミラー９（９ａ〜９ｄ）を有している。
【００２１】
以上の工程をそれぞれ４色のトナー像に対して別々に、かつ、転写材Ｓ上のトナー画像の先端が一致するようなタイミングで行う。こうして４色のトナー像を転写材Ｓ上に多重転写することでフルカラーの画像を形成することができる。
【００２２】
転写材Ｓは、１色目のトナー像が転写部に到達するタイミングに合わせて、先述のレジストローラ１９から搬送を開始させる。ＹＭＣＢｋの順にトナー像が付与されてフルカラー画像を転写された転写材Ｓは、中間搬送ベルト１１から剥離されて定着部２０へ搬送され、トナー定着を行った後に排出ローラ対２３を介して排出トレイ２４上へ画像面を下向きにして排出される。
【００２３】
次に図２及び図３を参照して、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ７について更に詳しく説明する。
【００２４】
図２及び図３は、それぞれプロセスカートリッジ７の主断面図と斜視図である。尚、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）は全て同一構成であるため、ここでは代表して一つのカートリッジについて説明する。
【００２５】
プロセスカートリッジ７は、像担持体ユニット５０と現像ユニット４で構成されている。像担持体ユニット５０は、像担持体であるドラム状の像担持体（感光体ドラム）１、一次帯電手段（帯電ローラ）２及びクリーニング手段（クリーニングユニット）６０とを備える。また現像ユニット４は、感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段（現像装置）を具備している。
【００２６】
像担持体ユニット５０において、感光ドラム１は、軸受３１（３１ａ，３１ｂ）（ベアリング）（図３）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けられている。感光ドラム１の周上には、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ２、及び感光ドラム１上に残ったトナーを除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。更に、このクリーニングブレード６０によって感光ドラム１の表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体５１の後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そしてプロセスカートリッジ７の、図２中紙面奥側の一方端側の装置本体１００内に配設された駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光ドラム１を画像形成動作に応じて図２中矢印Ｘ方向（反時計回り）に回転駆動する。
【００２７】
現像ユニット４は、感光ドラム１と接触して図２中矢印Ｙ方向（時計回り）に回転する現像ローラ４０、及びトナーが収容されるトナー容器４１と現像枠体４５とを有する。現像ローラ４０は、軸受部材４７，４８を介して回転自在に現像枠体４５に支持されている。又、現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して図２中矢印Ｚ方向（時計回り）に回転するトナー供給ローラ４３と、現像ローラ４０上の現像剤の層厚規制手段である現像ブレード４４とがそれぞれ配置されている。更に、トナー容器４１内には、収容されたトナーを撹拌すると共にトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構（現像剤攪拌搬送羽根）４２が設けられている。そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材４７，４８にそれぞれ設けられた支持軸５５を中心にピン５５ａによって、現像ユニット４の全体が感光体体ドラムユニット５０に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。プロセスカートリッジ７の単体（装置本体１００に装着しない）状態においては、支持軸５５を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光ドラム１に接触するよう、加圧ばね５４によって現像ユニット４が常に付勢されている。更に、現像ユニット４のトナー容器４１には、現像ローラ４０を感光ドラム１から離間させる際に装置本体１００の離接切換え手段（後述）が当接して機能的に連結するための、作用受け部であるリブ４６が一体的に設けられている。
次に図４〜図８を参照して、プロセスカートリッジ７を装置本体１００に装着した際の動作機構について詳しく説明する。
【００２８】
図４は、本実施の形態に係るプロセスカートリッジの装着方法を説明するための装置本体内の側板付近を示す斜視図である。尚、図４においては、本実施の形態に係る説明を分かり易く説明するため、プロセスカートリッジ７について感光ドラム１と軸受３１のみを示している。しかし実際には、プロセスカートリッジ７は、図面を参照して前述したように帯電ローラ２、現像ユニット４、クリーニングユニット６などが一体的に構成されている。
【００２９】
前述したように、プロセスカートリッジ７は、単体の状態では、図２に示すように現像ローラ４０が常に感光ドラム１に接触した状態になっている。プロセスカートリッジ７は、図４に示すように、矢印方向（装置手前側）から、左右側板３２に設けられた装着手段であるガイド溝３４（３４ａ〜３４ｈ）に沿って感光ドラム１の軸受３１（３１ａ，３１ｂ）を挿入することによって装置本体１００へ装着される。このとき転写ベルト１１は、例えば装置本体１００の前側のカバーと共に退避して、プロセスカートリッジ７の挿入部を開放している。そして図６に示すように、軸受３１がガイド溝３４の突き当て面３７，３８に押しつけられることで、プロセスカートリッジ７の位置が定められる。
【００３０】
ここで装置本体１００内でのプロセスカートリッジ７の押圧方法は次のようにする。
【００３１】
図５は、本実施の形態に係るプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。また図６は、本実施の形態に係るプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【００３２】
図５に示すように、左右側板３２にはカップリング３９がかしめられており、このカップリング３９に押圧部材３０が支持されている。そしてプロセスカートリッジ７が挿入されると、押圧部材３０は、図５中時計周り方向に回転して図５に示すように位置付けられる。こうして矢印Ｆ方向に約１ｋｇｆ（≒９．８Ｎ）の力で、軸受け３１をガイド溝３４の突き当て面３７，３８（図６）に押圧する。この際、装置本体１００のプロセスカートリッジ７の挿入方向奥側には、加圧ばね５４（図２）による現像ユニット４の付勢力に抗して、現像ローラ４０を感光ドラム１から離間させるための離間カム８０（８０ａ〜８０ｄ）（図１）が配置されている。これら離間カム８０（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ）は、現像ローラ離間・当接切換え手段として、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の現像ユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）に設けられたボス４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ）（図１）の上下動作を行わせる。
【００３３】
図７は、本実施の形態に係る感光ドラムと現像ローラとの離間、当接を切換えるための機構を示す斜視図である。
【００３４】
本実施の形態では、図７に示す駆動手段、即ち、ＤＣモータ９０により離間カム８０（８０ａ〜８０ｄ）が回転し、この回転に伴い現像ユニット４のボス４６（４６ａ〜４６ｄ）が上下に移動する。これにより、現像ローラ４０が感光ドラム１に当接する位置と、現像ローラ４０が感光ドラム１から離間する位置を作り出している。
【００３５】
図９は、本実施の形態に係るカム線図（離間カムと現像クラッチの関係）である。
【００３６】
本実施の形態では、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの全色の離間カム８０（８０ａ〜８０ｄ）の最大半径でボス４６（４６ａ〜４６ｄ）と接し、全ての現像ローラ４０と感光ドラム１とが離間する状態を待機状態（図９の(1)）としている。また、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの全色の離間カム８０（８０ａ〜８０ｄ）の最小半径でボス４６と接し、全ての現像ローラ４０と感光ドラム１とが当接する状態をフルカラー状態（図９の(5)）としている。更に、イエロー、マゼンダ、シアンの３色の離間カム８０（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）が最大半径でボス４６と接し、かつブラック離間カム８０ｄが最小半径でボス４６と接する状態をモノカラー状態としている。このものカラー状態では、ブラックの現像ローラ４０のみが感光ドラム１と当接する（図９の(8)）。こうして、これら３つの状態のいずれかを選択できる。
【００３７】
また、フルカラーモードにおいては、イエロー（１ｓｔ）→マゼンダ（２ｓｔ）→シアン（３ｓｔ）→ブラック（４ｓｔ）の順に、現像ローラ４０が感光ドラム１に当接して現像動作を行なう（図９の(1)〜(5)の状態）。この現像動作の終了後には、イエロー（１ｓｔ）→マゼンダ（２ｓｔ）→シアン（３ｓｔ）→ブラック（４ｓｔ）の順に、現像ローラ４０が感光ドラム１から離間して印刷を終了する（図９の(5)〜(1)の状態）。
【００３８】
つまり本実施の形態では、図９のカム線図に示すように、各色の離間カム８０（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ）にそれぞれプロフィールを持たせ、なおかつ、各色の離間カム８０（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ）の位相をずらすことで、前述のモード切換えを可能にしている。
【００３９】
図９のカム線図に示されているように、(1)〜(8)の状態が存在する。各状態は以下のとおりである。
【００４０】
(1)は全色の現像ユニットの現像ローラと感光ドラムとが離間した状態。
【００４１】
(2)はイエローの現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが当接した状態（マゼンタ、シアン、ブラックは離間状態）。
【００４２】
(3)はイエロー、マゼンタの現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが当接した状態（シアン、ブラックは離間状態）。
【００４３】
(4)は、イエロー、マゼンタ、シアンの現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが当接した状態（ブラックは離間状態）。
【００４４】
(5)は、全職の現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが当接した状態（フルカラーモード）。
【００４５】
(6)はイエローの現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが離間した状態（マゼンタ、シアン、ブラックは当接状態）。
【００４６】
(7)はイエロー、マゼンタの現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが離間した状態（シアン、ブラックは状態）。
【００４７】
(8)は、イエロー、マゼンタ、シアンの現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが離間した状態（ブラックは当接状態、モノカラーモード）。
【００４８】
前述した図１は、(1)の状態を示しており、全ての現像ユニットの現像ローラと感光ドラムが離間している状態である。この状態では、上述した離間カム８０ａ〜８０ｄがボス４６ａ〜４６ｄと接っしており図の矢印方向にボス４６が移動して現像ローラと感光ドラムとを離間させる。
【００４９】
図１７は、(5)の状態を示しており、全ての現像ユニットの現像ローラと感光ドラムとが当接している状態である。
【００５０】
更に図１８は、(8)の状態を示しており、ブラックの現像ユニットの現像ローラと感光ドラムとが当節している状態である。この状態では、イエロー、シアン、マゼンタの現像ユニットのボス４６ａ〜４６ｃが図の矢印方向に移動して現像ローラと感光ドラムとを離間させる。
【００５１】
図８は、本実施の形態に係るプロセスカートリッジの駆動部の斜視図である。
【００５２】
プロセスカートリッジ７を駆動するユニットは、本実施の形態では、図８のように各色毎に１つずつ設けた駆動手段である駆動モータ７０ｄから、感光ドラム１を回転駆動するギア７１ｄと、現像ローラ４０を回転駆動する系列７２ｄに分岐している。本実施の形態では、駆動モータとしてアウターロータモータ（ＤＣモータ）を採用している。そして、現像ローラ４０の駆動側に駆動切換え手段である現像クラッチ７４ｄ，７５ｄを設け、感光ドラム１が回転している時に現像ローラ４０を回転、停止できるようにしている。
【００５３】
このように本実施の形態では、各感光ドラム１を駆動する感光体駆動手段と、各現像ローラ４０を駆動する現像駆動手段とは、各プロセスカートリッジ毎に共通の１つのモータとしている。装置本体１００側からの回転駆動力は、プロセスカートリッジ７が装置本体１００に装着された状態で装置本体１００側の駆動ユニットと機能的に連結される感光体駆動伝達手段、現像駆動伝達手段によって、それぞれ感光ドラム１、現像ローラ４０に伝達される。
【００５４】
図１０は、本実施の形態に係る感光体駆動伝達手段を説明する斜視図で、前述の図面と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略している。
【００５５】
ここで感光体駆動伝達手段は、カップリングを用いた駆動伝達手段である。装置本体１００側のカップリング７６と一体となって回転するギア７１（７１ａ〜７１ｄ）が感光ドラム１の軸線方向にスライドすることで離接する構成になっている。プロセスカートリッジ７の着脱は、装置本体前面のカバーを開くと同時に搬送ベルトユニットがプロセスカートリッジ７の着脱位置に回動することで可能となる。そして、カップリング７６（７６ａ〜７６ｄ）を離接する離接機構は、搬送ベルトユニットの回動動作と連動している。プロセスカートリッジ７の着脱可能時には離間していて、画像形成位置に移動したときにはカップリング７６が噛み合う構成になっている。
【００５６】
また現像駆動伝達手段とは、ギア同士による駆動伝達手段である。装置本体側のギア（カップリングギア）７７（７７ａ〜７７ｄ）は固定されていて、プロセスカートリッジ７を装着するとギア同士が噛合う構成なっている。
【００５７】
このような駆動構成により、各色の感光ドラム１の回転駆動を独立に制御できるため、インライン型フルカラー画像形成装置で常に問題となる色ずれを低減する制御が可能となる。また感光ドラム１を回転駆動した状態で、現像ローラ４０の回転駆動を停止することが可能となる。当然、現像ローラ４０の駆動用に別のモータを設けるより、上述のようにクラッチを設ける方がはるかに低コストである。
【００５８】
本実施の形態においては、現像クラッチ７４ｄ，７５ｄは、クラッチギア９７ｄ（図８）の回転により、現像ローラ４０を回転させるための接続と、現像ローラ４０を回転させない断絶とを行う。クラッチギア９７ｄには、スラスト方向にカム形状があり、クラッチギア９７ｄの回転に伴い、クラッチカム７３ｄがスラスト方向に移動する。それに伴いクラッチ７５ｄがスラスト方向に移動することで、クラッチ７４ｄとの接続と断絶を行なう。クラッチギア９７ｄは、ギア９６ｄに連結されており、ギア９６ｄは軸を介したギア９５ｄの回転に伴って回転する。ここでギア９５ｄとギア９６ｄは同じ歯数である。またギア９５ｄは、離間軸８１ｄに取付けられた離間ギア９４ｄに連結している。離間ギア９４ｄとクラッチギア９７ｄは同じ歯数であり、離間軸８１ｄに取付けられた離間カム８０ｄの回転とクラッチギア９７ｄの位相関係は常に同じとなる。これにより、離間カム８０の回転とクラッチ７４，７５のＯＮ／ＯＦＦ動作が同期する。
【００５９】
図９に示すように、離間カム８０が現像ローラ４０が当接位置から離間位置に回転移動するのに伴い、現像クラッチ７４，７５がＯＮ→ＯＦＦ状態へ移行する。本実施の形態では、現像ローラ４０が感光ドラム１から離間してから現像ローラ４０の回転が止まり、現像ローラ４０が回転してから現像ローラ４０が感光ドラム１に当接する構成となっている。また図９の(1)の状態（ホームポジション）では、各色全ての現像ローラ４０は回転を停止している。また(5)の状態（フルカラーモード）では、各色全ての現像ローラ４０が回転し、(8)の状態（モノカラーモード）では、ブラックの現像ローラ４０ｄのみが回転し、その他の色の現像ローラ４０ａ〜４０ｃは停止した状態となるように設定されている。
【００６０】
図１１は、本発明の実施の形態で歯先当たり状態を説明する図である。
【００６１】
プロセスカートリッジ７を装置本体１００に装着したとき、現像駆動伝達手段がギアによる駆動伝達であり、かつ装置本体側のギア７７は位置が固定されている。このため、ギアの位相次第では歯同士が正しく噛合うときと、歯先同士が接触する歯先当たりという状態（図１１）が発生することがある（図１１は分かりやすくするため説明に必要な部分以外は省略している）。これらギア同士が適正に噛合するときには何ら問題なく画像形成を行うことができるが、図１１に示すように、歯先当りが発生するとプロセスカートリッジ７が所定の位置に挿入することができず、軸受け３１をガイド溝３４の突き当て面３７，３８に押圧することができない。
【００６２】
この状態で、装置本体のカバーを閉じて電源を投入すると装置１００はイニシャル回転を開始する。このとき感光ドラムと装置本体側とのカップリング（三角形状）７６，３９同士は芯ズレしているので噛み合わず、駆動モータ７０（７０ａ〜７０ｄ）を回転させても感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）が回転しない。更に、現像ローラ４０の回転駆動は画像形成をするときのみ行われる。これは、不要なときに現像材を攪拌しないようにして現像材の劣化を防止するためである。よって、このイニシャル回転時には現像ローラ４０は回転しない。従って、歯先当たりの状態は解消されないままになってしまい、感光ドラム１と装置本体側のカップリング（三角形状）７６，３９は噛合わないままイニシャル回転が終わってしまうことになる。つまり、ギヤ７７，７８が噛合わずに歯先当りした状態になってしまう。
【００６３】
このような現象が発生すると、感光ドラム１は停止したまま、接触している搬送ベルト１１が回転するため、感光ドラム１の表面と搬送ベルト１１との接触部に摺擦痕や傷が発生する。このような摺擦痕が発生すると、画像形成時に、その摺擦痕が発生した部分の電位が変動し画像上に感光ドラム１の１回転ピッチの横スジが表れる摺擦メモリと呼ばれる問題が発生する。
【００６４】
このような問題の解決策として、イニシャル回転時に、搬送ベルト１１と現像ローラとを同時に回転駆動することが考えられる。これにより、歯先当たりが発生しても装置本体１００側のギア７７を回転させることにより歯先当たりが解消してギア（カップリング）７７，７８が噛合うようになる。こうして押圧部材３０によりプロセスカートリッジ７を所定の位置（ガイド溝３４の突き当て面３７，３８に突き当った位置）に引き込むことができる。すると、カップリング７６，３９同士の芯ズレが解消されカップリング７６，３９が噛合い正常な動作を行うことができる。しかし前述のように、画像形成時以外に現像ローラを回転駆動すると現像材の劣化が進むという弊害があるため、必要最低限の駆動伝達にすることでプロセスカートリッジ７のライフを通して良好な画像を印刷することが可能となる。
【００６５】
以下、本実施の形態の特徴部分について説明する。
【００６６】
図１２は、本実施の形態１に係るレーザプリンタ１００の主要部の構成を示すブロック図で、前述の図面と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略する。
【００６７】
コントローラ部１２００は、このプリンタ１００全体の動作を制御している。表示部１２０１は、このプリンタ１００の操作部に設けられており、ユーザに対するメッセージや各種データを表示する。電源１２０２は、このプリンタ１００の各部に電力を供給している。駆動原１２０３は、前述したカム８０を回転駆動している。記憶素子１２０４は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等のメモリであり、カートリッジ７に設けられ、例えば、このカートリッジ７が使用された時間やトナーの消費量（トナー残量）等を記憶している。駆動電圧手段７８は、前述したカップリング７８に該当している。カップリングギア７１、駆動電圧ギア７７は、上述のカップリングギア７１，７７に該当している。駆動源７０は、前述した感光ドラム１の回転駆動用モータである。カム８０は、前述した離間カムである。
【００６８】
図１３は、本実施の形態に係るレーザプリンタ１００のコントローラ部１２００による制御処理を説明するフローチャートである。
【００６９】
まずステップＳ１で、イニシャル回転を開始し、プロセスカートリッジ７の有り無しを検知し、プロセスカートリッジ７が本体に装着されているか否かを検知する。そして、カートリッジ７が装着されていない場合はステップＳ２に進み、カートリッジ７が装着されていないことをユーザに警告表示する。そしてステップＳ１で、カートリッジ７が装着されるのを待つ。
【００７０】
ステップＳ１でカートリッジ７が装着されている時はステップＳ３に進み、カップリングが不良かどうかの検知制御を実行する。ステップＳ３では、感光ドラム１に駆動を伝える駆動モータ７０に回転開始信号を出力する。次にステップＳ４で、所定時間、ここでは例えば２．３〜２．３５秒が経過するのを待ち、この所定時間が経過するとステップＳ５に進み、回転停止信号を出力して駆動モータ７０の回転を停止する。次にステップＳ６で、ステップＳ５でモータ７０の回転の停止信号から２５０msec後に駆動モータ７０の回転数を計測する。そしてステップＳ７で、駆動モータ７０の回転数が閾値（本実施の形態では５００rpm）に対して大きいか小さいかを判断する。ここで回転数が閾値（本実施の形態では５００rpm）に対して大きい場合はカップリングが正常であると判断してステップＳ１０に進み、スタンバイ状態に進む。
【００７１】
一方ステップＳ７で、回転数が閾値（本実施の形態では５００rpm）に対して小さい場合はカップリングが正常でないと判断してステップＳ８に進み、リトライの回数が２回目であるかを判定する。リトライの回数が１回目のときはステップＳ９に進み、現像ローラ４０の微小回転駆動を行って歯先当たりを解消させる。その後、ステップＳ３に進み、再度カップリングの不良検知を行う。
【００７２】
またステップＳ８で、リトライの回数が２回目であればステップＳ１１に進み、カートリッジ７の装着不良の表示警告を行う。
【００７３】
ここでイニシャル回転とは、プロセスカートリッジ７の交換時、電源投入時、ジャム処理時等にプロセスカートリッジ７を交換するために開閉する必要があるカバーを開閉したときに行う動作を指す。
【００７４】
このように本実施の形態によれば、カートリッジのカップリング不良が発生しているときは、現像ローラ４０を微小量回転させて歯先当たりを解消させることにより、歯先当たりによる感光ドラムの磨耗などを防止できる。
【００７５】
図１４は、本実施の形態でカップリング不良が判別できる理由を説明するグラフ図である。
【００７６】
感光ドラム１のカップリング７７，７８が正常に噛合している場合、感光ドラム１の回転負荷トルクがかかっている。よって、駆動モータ７０の回転を開始した後、回転停止信号を出力したすると約２００〜２８０msecで駆動モータ７０の回転が停止する。しかしカップリング不良時は、回転負荷トルクの負荷がかかっていないため、モータの回転が停止するまでに５００msec以上の時間を要する。従って、所定の閾値（例えば２５０msec相当）に対して駆動モータ７０の回転数が大きい場合にはカップリング不良が発生し、小さい場合には正常に噛合していると判断できる。
【００７７】
次に、図１３のステップＳ９における現像ローラ４０の微小回転駆動を具体的に説明する。
【００７８】
まず現像ローラ４０の駆動列のクラッチ７４を接続させる。次に駆動モータ７０を装置本体側のギア７７が最低２〜３歯分回転できる最小時間だけ回転させて駆動モータ７０の回転を停止させる。そして最後に、クラッチ７４を切り離す。このように装置本体側のギア７７を数歯分だけ回転させることにより、歯先当たり状態を解消することができる。
【００７９】
またステップＳ１におけるプロセスカートリッジの有無検知は、記憶素子１２０４を使用したり、カートリッジ７の着脱センサを設けることで可能となる。本実施の形態では、記憶素子１２０４のデータを読み込むことにより判断している。
【００８０】
仮に、プロセスカートリッジ７の装着有無の検知手段がない場合にも上記制御は有効である。この場合は、図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ１，Ｓ２が省略されたものとなる。このときエラーを検知した場合には、プロセスカートリッジ７の装着不良、或は、プロセスカートリッジ７無しという意味のメッセージを表示してユーザに警告を出すことができる。
【００８１】
このような制御を行うことで、現像ローラ４０の回転を少なくして現像材の劣化を防ぎつつ、良好な画像を得ることができる。
【００８２】
また歯先当たりという現象が発生した場合でも、弊害なく装置をスタンバイ状態にすることができる。また、イニシャル回転時間を不要に延長することなく、かつ問題を解決するための機構を設ける必要がなくなる。このため、装置本体の小型化、低コスト化も実現できるという効果がある。
【００８３】
＜実施の形態２＞
次に本発明の実施の形態２について説明する。
【００８４】
図１５は、本発明の実施の形態２に係るレーザプリンタ１００の構成を説明するブロック図である。前述の実施の形態１の図１２と比較すると明らかなように、図１５では駆動伝達ギア７７の駆動用モータ１３００が設けられている点が異なっている。このプリンタ１００の他の構成は前述の実施の形態１の構成と同様である。
【００８５】
図１６は、本発明の実施の形態２に係るプロセスカートリッジの駆動部の斜視図である。
【００８６】
プロセスカートリッジ７を駆動するユニットは、本実施の形態２では、各色毎に感光ドラム１と現像ローラ４０を駆動するための駆動モータ７０，７０'をそれぞれ独立して設けている。また駆動モータ７０，７０'としてアウターロータモータ（ＤＣモータ）を採用している。従って、感光ドラム１の回転に関わらず現像ローラ４０の回転や停止を任意に切換えることができる。装置本体１００側からの回転駆動力は、プロセスカートリッジ７が装置本体１００に装着された状態で装置本体１００側の駆動ユニットと機能的に連結される感光体駆動伝達手段、現像駆動伝達手段によって、それぞれ感光ドラム１、現像ローラ４０に伝達される。
【００８７】
ここで図１０に示すように、感光体駆動伝達手段とはカップリングを用いた駆動伝達手段であり、装置本体１００側のカップリング７６と一体となって回転するギア７１が感光ドラム１の軸線方向にスライドすることで離接する構成になっている。プロセスカートリッジ７の着脱は、装置本体前面のカバーを開くと同時に搬送ベルトユニット５がプロセスカートリッジ７の着脱位置に回動することで可能となる。そして、カップリング７６を離接する離接機構は、搬送ベルトユニット５の回動動作と連動している。即ち、プロセスカートリッジ７着脱可能時には離間していて、画像形成位置に移動したときにはカップリング７６が噛み合う構成になっている。また現像ローラの駆動伝達手段とは、ギア同士による駆動伝達手段である。装置本体側のギア７７は固定されていて、プロセスカートリッジ７を装着するとギア同士が噛合う構成なっている。
【００８８】
このような駆動構成により、各色の感光ドラム１の駆動を独立に制御できる。これにより、インライン型フルカラー画像形成装置で常に問題となる色ずれを低減する制御が可能となる。更に、感光ドラム１の駆動とは関係なく現像ローラ４０を回転、停止することが可能となる。
【００８９】
プロセスカートリッジ７を装置本体１００に装着したとき、現像ローラの駆動伝達手段がギアによる駆動伝達であり、かつ、装置本体側のギア７７は位置が固定されている。このため、前述の図１１で説明したように、ギアの位相次第では歯同士が正しく噛合うときと、歯先同士が接触する歯先当たりという状態が発生することがある。
【００９０】
この状態で、カバーを閉じ電源が入ると装置１００はイニシャル回転を開始する。このとき、カップリング７６，３９同士は芯ズレしているので噛み合うことができず駆動モータ７０を回転させても感光ドラム１が回転しない。更に、現像ローラは画像形成をするときのみ駆動されるので、イニシャル回転時には現像ローラは回転しない。従って、歯先当たりの状態は解消されないままになってしまい、感光ドラム１のカップリング７６,３９は噛合わないままイニシャル回転が終わってしまう。このような現象が発生すると前述のように感光ドラム１の表面の搬送ベルト１１との接触部に摺擦痕や傷が発生して不具合が生じる。
【００９１】
こうして本実施の形態２でも、前述の実施の形態１（図１３）と同様の制御を行う。尚、この実施の形態２に係る現像ローラの駆動微小回転制御（ステップＳ９）では、駆動モータ７０'を装置本体側のギア７７が最低２〜３歯分回転できる最小時間だけ回転させ駆動モータ７０'を停止させる。装置本体側のギア７７を数歯回転させることで歯先当たり状態を解消することができる。従って、感光ドラム１を全く回転させることなく歯先当たり状態を解消できる。これにより摺擦メモリ等の問題に対してより効果的に解決できる構成になっている。更に、クラッチの接続離間動作が不要になり動作時間の短縮も実現できる。
【００９２】
ここで本実施の形態２では、現像ローラ４０の駆動モータ７０'としてＤＣモータを用いているが、ステッピングモータ等他の駆動源であって良い。
【００９３】
以上の実施の形態で説明した構成は、搬送ベルトを用いた画像形成装置に限るものではなく、感光ベルト、中間転写体を用いた画像形成装置に対しても同様に有効である。
【００９４】
以上説明したように本実施の形態によれば、画像形成装置内に挿入されたプロセスカートリッジと装置本体の間のギア同士の歯先当たりが発生したときに同時に発生するカップリング不良を検知し、歯先当たりを解消するための制御を実行する。これにより、画像不良等の問題が発生することなく装置本体をスタンバイ状態にできる。
【００９５】
また、カップリングの問題が発生したときのみ、その問題解決のための制御を行うため、問題が発生しない状態でのイニシャル回転に不要な時間を費やすことがなくなる。
【００９６】
更に、歯先当たりを解消するための機構を設ける必要がないので、装置の小型化、低コスト化が実現できる。従って、上記課題を解決することができる。
【００９７】
また本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置等）に適用しても良い。
【００９８】
また本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に装着し、その記憶媒体からインストールされたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される。またそのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９９】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれ、本体のＣＰＵが処理の一部又は全部を実行して本実施形態の機能が実現されても良い。
【０１００】
またプログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等がある。更に、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）も含まれる。
【０１０１】
またクライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、或は圧縮され自動インストール機能を含むファイルを記憶媒体にダウンロードしても良い。また本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも本発明のクレームに含まれるものである。
【０１０２】
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の一態様であるレーザプリンタの全体構成を説明する図である。
【図２】本実施の形態に係るプロセスカートリッジの主断面図である。
【図３】本実施の形態に係るプロセスカートリッジの組み立て斜視図である。
【図４】本実施の形態に係るプロセスカートリッジの装着方法を説明するための装置本体内の側板付近を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態に係るプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図６】本実施の形態に係るプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図７】本実施の形態に係る感光ドラムと現像ローラとの離間、当接を切換えるための機構を示す斜視図である。
【図８】本実施の形態に係るプロセスカートリッジの駆動部の斜視図である。
【図９】本実施の形態に係るカム線図である。
【図１０】本実施の形態に係る感光体駆動伝達手段を説明する斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態で歯先当たり状態を説明する図である。
【図１２】本実施の形態１に係るレーザプリンタの主要部の構成を示すブロック図である。
【図１３】本実施の形態に係るレーザプリンタのコントローラ部による制御処理を説明するフローチャートである。
【図１４】本実施の形態でカップリング不良が判別できる理由を説明するグラフ図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係るレーザプリンタの構成を説明するブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係るプロセスカートリッジの駆動部の斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係るレーザプリンタにおける図９の(5)の状態を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係るレーザプリンタにおける図９の(8)の状態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007094092.tif 000012
【図１１】
2007094092.tif 000013
【図１２】
2007094092.tif 000014
【図１３】
2007094092.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2007094092.tif 000017
【図１６】
2007094092.tif 000018
【図１７】
2007094092.tif 000019
【図１８】
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